Termodinâmica 1

1 10 O que é um ciclo de refrigeração de Carnot e com base em que ele é o que apresenta maior desempenho 2 Um sistema de refrigeração está sendo projetado conforme a figura abaixo Sua capacidade de refrigeração é de 5000 Btuh O compressor opera de forma adiabática e com eficiência isentrópica de 75 Nesse sistema a temperatura da linha de sucção do compressor é de 10C e a temperatura da linha de líquido é 45C O fluido refrigerante no condensador muda de fase a 50 e no evaporador muda de fase a 18C A perda de carga no condensador e evaporador é desprezível desse modo a pressão da linha de expansão é a mesma da linha de sucção da mesma forma que a pressão da linha de descarga é a mesma da linha de líquido Com base nessas informações responda a 10 Qual a vazão mássica do fluido refrigerante b 10 Qual o calor removido no condensador c 10 Qual a potência real do compressor d 10 Qual o coeficiente de desempenho do ciclo e 10 Qual a temperatura de saída do compressor 3 20 Com a finalidade de otimizar um sistema de geração de potência um engenheiro projetou o seguinte ciclo Ar 2 kg como gás ideal passa pelos processos abaixo em um sistema fechado Processo 1 2 inicialmente a 300K e 1 bar o sistema é comprimido de maneira adiabática para 10 bar e 500K Processo 2 3 após isso é aquecido isobaricamente a uma temperatura de 1500K Processo 3 4 posteriormente é expandido adiabaticamente a 1 bar e 500K Processo 4 1 finalmente o sistema é resfriado isobaricamente para 300K Esse ciclo é termodinamicamente possível Justifique 4 20 Calcule a eficiência do ciclo da questão 3 posteriormente otimize o ciclo nas etapas de compressão com o menor consumo de trabalho possível e na expansão maior produção de trabalho possível Qual eficiência o ciclo teria com essas etapas otimizadas 1 É o ciclo de refrigeração mais eficiente que opera entre duas temperaturas específicas suas etapas são Expansão isotérmica Expansão adiabática Compressão isotérmica Compressão adiabática 2 Impossível de se resolver sem saber qual o fluido usado 3 1 2 W12 mCv T2 T1 r 14 W12 2 0718 500 300 2872 kJ 2 3 Q23 mcp T3 T2 2 1005 1500 500 2010 kJ 3 4 W34 mR T3 T2 2 0287 1500 500 574 kJ 3 4 W34 mCv T4 T3 2 0718 500 1500 1436 kJ 4 1 W41 mR T1 T4 2 0287 300 500 1148 kJ Q41 mcp T1 T4 2 1005 300 500 402 kJ Wliq 2872 574 1436 1148 6896 kJ Como Wliq 0 o ciclo em questão não é funcional como um ciclo de potência 4 η 1 Qout Qin 1 402 2010 08 ou 80